Craig Day

Projekttitel

Carboxylering af native alkoholer

Hvad handler dit projekt om?

Mit projekt har til formål at udvikle en renere måde at fremstille carboxylsyrer på, en gruppe kemikalier, der bruges i lægemidler, plast, tekstiler og mange hverdagsprodukter. I dag fremstilles disse forbindelser ofte gennem ressourcekrævende processer, der afhænger af giftige reagenser, ædelmetaller eller flere syntesetrin. For at forbedre denne syntese vil jeg kombinere to simple udgangsstoffer, kuldioxid og almindelige alkoholer, ved hjælp af en nikkelkatalysator baseret på et jordrigt metal og elektricitet. Med alkoholer udvundet fra biomasse vil processen vise, hvordan affaldsressourcer kan blive nyttige byggesten for grønnere kemi.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg blev interesseret i dette felt gennem en fascination af, hvordan metaller styrer kemiske reaktioner på molekylært niveau. Under min ph.d. studerede jeg nikkelkatalysatorer, og hvordan de bryder og danner stærke bindinger, især carbon-oxygen-bindinger. Jeg lærte, at det er lige så vigtigt at forstå, hvorfor en reaktion virker, som at opdage, at en reaktion virker. Senere, under postdoc-forskning i Danmark og USA, blev jeg mere fokuseret på at anvende denne mekanistiske viden på bæredygtighedsudfordringer. Dette projekt samler disse interesser gennem nikkelkatalyse, elektrokemi og udnyttelse af CO2.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Den største udfordring er, at både alkoholer og CO2 er vanskelige reaktionspartnere. Alkoholer indeholder stærke carbon-oxygen-bindinger, mens CO2 er meget stabilt og normalt tilbageholdende med at danne nye bindinger. Mit projekt overvinder dette ved at bruge nikkelkatalyse til at bryde carbon-oxygen-bindingen og elektrokemi til at kontrollere katalysatoren. En central opgave er at finde betingelser, hvor elektricitet aktiverer nikkel uden at spilde energi eller reducere CO2 til uønskede produkter. Hvis projektet lykkes, kan det åbne en ny platform for bæredygtig syntese.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

På længere sigt kan dette projekt bidrage til en renere kemisk produktion. Carboxylsyrer er vigtige i lægemidler, polymerer, emballage, tekstiler og mange forbrugerprodukter. Hvis disse forbindelser kan fremstilles direkte fra CO2 og almindelige alkoholer, kan det mindske afhængigheden af fossilbaserede råmaterialer, giftige reagenser, ædelmetaller og ressourcekrævende flertrinsprocesser. Projektet vil ikke løse klimaforandringerne alene, men det kan være med til at ændre, hvordan kemikere bruger kuldioxid, ikke kun som en affaldsgas, men som en fornybar carbonkilde til værdifulde produkter.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-programmet vil være et afgørende skridt i min udvikling som selvstændig forskningsleder. Det vil give mig mulighed for at opbygge et lille team omkring en ambitiøs idé med høj risiko og etablere en tydelig forskningsprofil inden for bæredygtig katalyse ved Københavns Universitet. Bevillingen vil styrke mit lederskab gennem vejledning af en ph.d.-studerende og en postdoc, støtte internationalt samarbejde og positionere min forskningsgruppe til fremtidige større bevillinger. Vigtigst af alt vil programmet hjælpe mig med at uddanne unge forskere i kreativ og bæredygtighedsorienteret kemi.